【題目】NH3是重要的化工原料,經(jīng)一系列反應(yīng)可得到HNO3、CO(NH2)2、HCN等產(chǎn)品。

(1)以氨氣為原料合成HNO3工藝如下,寫出N2O4轉(zhuǎn)化為HNO3的反應(yīng)方程式_____。

(2)NH3CO2為原料生產(chǎn)尿素的反應(yīng)如下:

反應(yīng)Ⅰ:2NH3(l) CO2(g) NH2COONH4(l) Δ H1 a kJ·mol-1

反應(yīng)NH2COONH4(l) NH2CONH2(l) H2O(l) Δ H2 b kJ·mol-1

已知NH3(l) NH3(g) Δ H3 c kJ·mol-1 反應(yīng)2NH3(g) CO2(g) NH2CONH2(l) H2O(l) Δ H4_____kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示),該反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因是_____。

一定條件下,往恒容密閉容器中投入4 mol NH3 1 mol CO2,測得各組分物質(zhì)的量隨時間變化如圖1。下列說法正確的是_____。

A.選擇合適的碳氮比有利于提高產(chǎn)率

B.反應(yīng)Ⅰ的活化能比反應(yīng)Ⅱ小

C.過量氨氣可以與反應(yīng)生成的水結(jié)合,有利于尿素合成

D.氣體物質(zhì)的量不再變化時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

(3)工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸的反應(yīng)為CH4(g) + NH3(g) HCN(g) + 3H2(g) Δ H>0

其他條件一定,達到平衡時NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件X變化的關(guān)系如圖所示。X代表的是_____(溫度壓強”)。

其它條件一定時,向2 L密閉容器中加入n mol CH42 mol NH3,平衡時NH3體積分數(shù)隨n變化的關(guān)系如圖所示。平衡常數(shù)K=_____(請寫出計算過程)

【答案】2N2O42H2OO24HNO3 a+b-2c 反應(yīng)為放熱反應(yīng) ABC 壓強 0.1875

【解析】

(1)由圖可知,N2O4O2、H2O反應(yīng)生成HNO3,反應(yīng)為2N2O4+O2+2H2O4HNO3;

(2)由Ⅰ:2NH3(l)+CO2(g)NH2COONH4(l) H1akJmoll

Ⅱ:NH2COONH4(l)NH2CONH2(l)+H2O H2bkJmoll

NH3(l)NH3(g) H3ckJmol1

結(jié)合蓋斯定律可知,Ⅰ+Ⅱ﹣Ⅲ×2得到反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)NH2CONH2(l)+H2O(l),則△H4=△H1+H2-H3×2=(a+b2c)kJmoll;該反應(yīng)能自發(fā)進行,則△G=HTS<0;該反應(yīng)的熵減小,△S<0,為了滿足△G<0,則△H<0,為放熱反應(yīng);

A.選擇合適的碳氮比,增大平衡正向移動程度,有利于提高產(chǎn)率,A正確;

B.根據(jù)圖像,反應(yīng)開始時,快速生成氨基甲酸銨,而尿素的量較少,說明反應(yīng)Ⅰ能夠快速進行,而反應(yīng)Ⅱ較慢;一般情況下,活化能大,反應(yīng)速率慢,則Ⅰ的活化能比Ⅱ的活化能小,B正確;

C.過量氨氣可以與反應(yīng)生成的水結(jié)合,有利于反應(yīng)Ⅱ的平衡正向移動,有利于尿素合成,C正確;

D.根據(jù)圖像,可知當(dāng)CO2的量不變的時候,反應(yīng)Ⅱ還在進行,反應(yīng)并沒有達到平衡,D錯誤;

答案為ABC;

(3)根據(jù)圖像可知,隨著X的增大,NH3的轉(zhuǎn)化率降低。若增大壓強,平衡逆向移動,NH3的轉(zhuǎn)化率降低;若升高溫度,平衡正向移動,NH3的轉(zhuǎn)化率增大;X增大時,NH3轉(zhuǎn)化率減小,可知X表示壓強;

由圖可知,向2L密閉容器中加入2molCH42molNH3,根據(jù)三等式,設(shè)轉(zhuǎn)化的CH4的濃度為xmol/L,有:

平衡時NH3體積分數(shù)為30%,則30%,解得xmol/L,平衡常數(shù)K。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】COH2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。工業(yè)上可利用COCO2H2反應(yīng)來制備甲醇。

反應(yīng)①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mol-1

反應(yīng)②:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)△H=+41.2kJ·mol-1

1)寫出用CO2H2反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式______________。

2)已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示:

溫度/℃

400

500

800

平衡常數(shù)K

9.94

9

1

升高溫度,該平衡的移動方向是______________(填“正向”或“逆向”)。500℃時,COH2O的起始濃度均為0.020mol·L-1,該條件下CO的平衡濃度為:______________mol·L-1。

3)一定條件下,可以由CO2(g)和H2(g)合成CH4(g),同時還生成H2O(g)。向恒容密閉容器中充入一定量的CO2H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),10min達到平衡時部分物質(zhì)的量濃度如圖所示,該溫度下的的平衡常數(shù)等于_______________。

4)若在20min時減小壓強,并在30min時達到平衡狀態(tài),請在圖2中畫出H2的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的圖像__________________

5)工業(yè)上電解Na2CO3溶液可以生成NaHCO3NaOH兩種工業(yè)重要原料,裝置如圖所示。請寫出陽極的電極反應(yīng)式______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲苯()是一種重要的化工原料,能用于生產(chǎn)苯甲醛()、苯甲酸()等產(chǎn)品。下表列出了有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì),請回答:

名稱

性狀

熔點(℃)

沸點(℃)

相對密度(ρ=1g·cm-3)

溶解性

乙醇

甲苯

無色液體易燃易揮發(fā)

-95

110.6

0.8660

不溶

互溶

苯甲醛

無色液體

-26

179

1.0440

微溶

互溶

苯甲酸

白色片狀或針狀晶體

122.1

249

1.2659

微溶

易溶

注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。

實驗室可用如圖裝置模擬制備苯甲醛。實驗時先在三頸瓶中加入0.5g固態(tài)難溶性催化劑,再加入15mL冰醋酸(作為溶劑)和2mL甲苯,攪拌升溫至70℃,同時緩慢加入12mL過氧化氫,在此溫度下攪拌反應(yīng)3小時。

(1)裝置a的名稱是______________,為使反應(yīng)體系受熱比較均勻,可________

(2)三頸瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。

(3)寫出苯甲醛與銀氨溶液在一定的條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________。

(4)反應(yīng)完畢后,反應(yīng)混合液經(jīng)過自然冷卻至室溫時,還應(yīng)經(jīng)過_____________________(填操作名稱)等操作,才能得到苯甲醛粗產(chǎn)品。

(5)實驗中加入過量過氧化氫且反應(yīng)時間較長,會使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸。若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分離出苯甲酸,正確的操作步驟是______________(按步驟順序填字母)。

a.對混合液進行分液 b.過濾、洗滌、干燥

c.水層中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH=2 d.加入適量碳酸氫鈉溶液混合振蕩

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】反應(yīng)A(g)B(g)→C(g) Δ H ,分兩步進行:① A(g)B(g)→X(g) Δ H1;② X(g)→C(g) Δ H2;反應(yīng)過程中能量變化如圖所示。下列說法正確的是

A.d是反應(yīng)的活化能

B.Δ H1 = (b - a) kJ ·mol-1

C.Δ H = - (b - c + d - a) kJ·mol-1

D.X是反應(yīng)A(g) B(g) → C(g) 的催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)如圖有機物說法正確的是

A.有機物中所有原子均在同一平面內(nèi)

B.可發(fā)生的反應(yīng)類型有取代、加成、還原、水解、氧化

C.1 mol 該化合物最多能與含5 mol NaOH的溶液反應(yīng)

D.既能使酸性KMnO4 溶液褪色,又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是(

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將22.4L氯化氫溶于足量水中,溶液中含有的HCl分子數(shù)為NA

B.常溫常壓下,16gCH4所含中子數(shù)目為8NA

C.常溫常壓下,Na2O2與足量H2O反應(yīng),共生成0.2molO2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1 molCl2溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,不能證明乙酸是弱酸的實驗事實是

A.0.1mol·L1CH3COOH溶液pH1

B.pH1CH3COOH溶液稀釋100倍,pH3

C.CH3COOH溶液與Na2CO3反應(yīng)生成CO2

D.0.1mol·L1CH3COONa溶液的pH大于7

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是

A.1.0mol·L1KNO3溶液:H、Fe2、SCN、SO42

B.水電離出的c(H+)1012mol·L1的溶液:K+、Ba2+NO3、Cl

C.加入Al能放出H2的溶液中:Mg2+、NH4+、Cl、SO42

D.c(Fe3)1.0mol·L1的溶液:Na+、CO32、S2SO42

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有73 g HCl氣體,若阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,則:

(1)HCl氣體的物質(zhì)的量為_______mol

(2)HCl氣體所含原子總數(shù)為_______個。

(3)HCl氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。

(4)HCl氣體溶于水后形成2 L溶液,其溶液的物質(zhì)的量濃度為_________mol/L

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